Способ рентгенографического фазового анализа Советский патент 1990 года по МПК G01N23/20 

Изобретение схтносится к физическому материаловедению и может быть использовано, в частности, для контроля продуктов ЭJl ктpoлизa.

Цель изобретения - повышение точнос- .и количественного фазового анализа веществ, -включающих химически активные метастабильные фазы.

Сущность способа состоит р том, что для рентгенографического анализа состава сложных многофазных смесей, которые образуются, например, при электролизе в магниевом производстве, используют в качестве внутреннего стандарта одну из известных фаз, присутствующих в смеси и не изменяющих своего состава. Производя рентгено- графирование смеси и определяя интенсивности аналитических линий фаз, находят коэффициенты х;/х.г К-1//1 -а уравнений связи из совместных данных химического

анализа. Найденные коэффициенты уравнений связи используют в дальнейщем при экспрессном рентгенографическом контроле.

Способ осуществляют следующим образом.

Пример. Производили контроль двухфазной системы, включающей NaCl (фаза № 1) и 0,,2 KCl MgCl2 (фаза № 2) при анализе элекролитов магниевого производства следующего химического анализа вес.%: КС1 45,8; NaCI 39,3; MgCb 11,7; СаСЬ 2,6.

Рентгенографически установлено, что электролит состоит из КС1; NaCl; 0,7 NaClX X2,2KCl-MgCl2-KCaC«3.

На основании химического и рентгеновского фазового анализов получен количественный фазовый состав пробы, вес.%- 0,7N-aCI-2,2KCl-MgCl2 37,1; КСаСЬ 4,3; NaCl 34,4; KCl-24,2. Эталоны готовили пу05О

О5

;с

tsD

тем разделения пробы электролита на пять порций, которые рентгенографировали в идентичных условиях на дифрактометре ДРОН - 0,5 последовательно в одной и той же кювете. В качестве внутреннего стандарта выбрана свободная от наложений линий других фаз линия с d 2,54 А, принадлежащая фазе № 2. Аналитической линией фазы № 1 (NaCI) выбрана линия Ii(,8A).

Измеренные значения интенсивностей аналитических линий Ii и Icj- представлены в таблице (графа 2, 3).

По величине содержания стандартной фазы в пробе (,1%) и значениям интенсивностей 1 „ аналитической линии этой фазы на дифрактограммах отдельных порций, вычислено содержание стандартной фазы (Хсг „ ) в каждой порции учитывая,

что W, Хст,- п) И 1 SIj (;,,

среднеарифметическое значение интенсивностей порций равно 57,8%.

Вычисление значения ) приведены в таблице (графа 4), где также представлено (графа 5) содержание фазы № 1 (NaCl) в порциях, вычисленное с учетом изменения доли хлорида натрия от общего его содержания (по химическому анализу), из его присутствия в фазе № 2:

,3--0,131хсг(п; Затем был составлен набор отвечающих друг другу отнощений концентраций и интенсивностей линий для порция и

J .(«)

и по ним на ЭВМ рассчитана линей- а-(п)

ная зависимость /у - ), определяемая уравнением

х,/х 0,460- -0,129,(1)

Ja

где коэффициенты уравнения связи составили:

К 0,460 - коэффициент пропорциональности;

а 0,129 - коэффициент учета наложений линии.

Полученные коэффициенты уточняли методом последовательных приближений. В частности, для уточнения а в уравнеХ| 34 4

НИИ (1) подставляли значения 37,1

)ассчитанные в среднем по пробе на осно1, вании химического анализа, откуда у-

()™.+iI,/WU.2,3 и, следова-

тельно, у.исп 0,131.

В дальнейшем найденное уравнение связи использовалось для контроля состава элек0 тролита в процессе электролиза.

Преимущество предлагаемого способа (по сравнению с известными) заключается в том, что при разработке методики количественного рентгенофазового анализа мноg гокомпонентных проб при помощи уравнений связи он исключает необходимость составления эталонных смесей и позволяет распространить прямой дифракционный способ анализа на пробы, содержащие метаста- бильные, гигроскопичные, химически актив0 ные и т. п. фазы, когда составление таких смесей с заранее заданным составом невозможно, и эта трудность подчас усугубляется наличием на дифрактограмме пробы взаимных наложений аналитических линий.

5

Формула изобретения

Способ рентгенографического фазового анализа, включающий отбор проб и эталоQ нов, облучение образца и эталонов пучком рентгеновских лучей, регистрацию заданной системы аналитических линий, нахождение интенсивности линий, определение количеств анализируемых фаз из уравнений связи, отличающийся тем, что, с целью повышения

5 точности количественного фазового анализа веществ, включающих химически активные, метастабильные фазы, определяют средний состав одной из проб х,, в качестве эталонов используют отдельные порции этой пробы, порции рентгерюграфируют в идентичных

0 условиях, измеряют в каждой интенсивности I, („ дифракционных максимумов анализируемых фаз, находят среднее значение

,(„), определяют содержание Хг для

5- I

каждой порции х;(„. х; , а по зависимости х;(„,/х, 1(л),- находят значения коэффициентов К/, а/, уравнений связи, посредством которых далее определя- 0 ют количественное содержание фаз в пробах по измеренным значениям интенсивностей аналитических линий.

Изобретение относится к физическому материаловедению и может быть использовано, в частности, для контроля продуктов электролиза. Цель изобретения состоит в повышении точности количественного фазового анализа веществ, включающих химически активные метастабильные фазы. Сущность данного способа сводится к определению коэффициентов K_I, Α_I уравнения связи X_I/X @ = K_I @ J_I/J @ + α_I @ , используемого в рентгенографическом фазовом анализе веществ методом внутреннего стандарта. Для этого одну из проб анализируемого вещества принимают в качестве эталона, подвергают химическому анализу и находят ее средний фазовый состав X_I. Затем пробу делят на порции, которые рентгенографируют в идентичных условиях, определяя фазовый состав X_I (N) в каждой порции, который отличается от среднего из-за флуктуаций. Полученные результаты позволяют построить линейную зависимость, соответствующую уравнению связи, из которой находят коэффициенты K_I @ , α_I @ , используемые затем при выполнении фазового анализа. 1 табл.